半固態(tài)成形AZ91D鎂合金表面納米化技術(shù)研究.pdf

1、在服役環(huán)境下，材料的疲勞、腐蝕、磨損對(duì)其表面結(jié)構(gòu)和性能極其敏感，表面機(jī)械研磨處理(Surface Mechanical Attrition Treatmen, SMAT)技術(shù)不僅可以在材料表面制備出無(wú)污染、無(wú)缺陷及體致密的納米結(jié)構(gòu)層，而且避免了納米層與基體的結(jié)合界面。
　　 利用SMAT對(duì)金屬型和半固態(tài)成形AZ91D鎂合金進(jìn)行了表面納米化處理，通過(guò)OM、XRD、CHI600C電化學(xué)工作站、HX-1000TM顯微硬度計(jì)分析了噴丸效

2、果與噴丸時(shí)間、距離和彈丸直徑、含量各參數(shù)之間的關(guān)系，以及固溶處理對(duì)噴丸效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SMAT可在半固態(tài)成形AZ91D鎂合金表面得到一定深度的劇烈塑性變形層，表層晶粒尺寸達(dá)到了納米級(jí)，并從最表面到基體形成了一個(gè)梯度結(jié)構(gòu)。隨噴丸時(shí)間的延長(zhǎng)，劇烈變形層的厚度逐漸增大，到120min后趨于穩(wěn)定；隨噴丸距離的增大，噴丸相同時(shí)間(120min)后劇烈變形層的厚度呈先增大后減小的趨勢(shì)，噴丸距離為13mm時(shí)最大。劇烈變形層的厚度隨彈丸直徑的

3、增大而先增大后減小，彈丸直徑為8mm時(shí)最大約為53μm:彈丸含量也有相似的變化趨勢(shì)，彈丸含量為100％時(shí)最大，最表層的納米晶達(dá)到20nm左右。對(duì)不同工藝參數(shù)SMAT后試樣的組織觀(guān)察和性能測(cè)試得到以下結(jié)論：
　　 1．SMAT只改變了半固態(tài)成形AZ91D鎂合金的二次凝固組織，對(duì)初生a相的顆粒組織幾乎沒(méi)有影響。
　　 2．半固態(tài)成形和金屬型AZ91D鎂合金經(jīng)完全固溶處理再進(jìn)行SAMT后，試樣的表層塑性變形區(qū)域變得更顯著；沿試

4、樣厚度方向，組織呈梯度變化；金屬型SMAT試樣最表層變形層厚度大約有40μm，半固態(tài)成形SMAT試樣最表層變形層厚度大約有50～60μm。
　　 3．部分固溶和完全固溶處理使半固態(tài)成形AZ91D鎂合金SAMT試樣表面顯微硬度略有降低，而對(duì)金屬型AZ91D鎂合金的影響不大。
　　 4．AZ91D鎂合金經(jīng)SMAT后表面硬度明顯提高，沿厚度方向逐漸減小至基體硬度；采用不同工藝參數(shù)，試樣的表面硬度的提高幅度不同；半固態(tài)成形鎂合金